补给站最优花费问题
问题描述
小U计划进行一场从地点A到地点B的徒步旅行,旅行总共需要 M 天。为了在旅途中确保安全,小U每天都需要消耗一份食物。在路程中,小U会经过一些补给站,这些补给站分布在不同的天数上,且每个补给站的食物价格各不相同。
小U需要在这些补给站中购买食物,以确保每天都有足够的食物。现在她想知道,如何规划在不同补给站的购买策略,以使她能够花费最少的钱顺利完成这次旅行。
M:总路程所需的天数。N:路上补给站的数量。p:每个补给站的描述,包含两个数字A和B,表示第A天有一个补给站,并且该站每份食物的价格为B元。
保证第0天一定有一个补给站,并且补给站是按顺序出现的。
测试样例
样例1:
输入:
m = 5 ,n = 4 ,p = [[0, 2], [1, 3], [2, 1], [3, 2]]
输出:7
样例2:
输入:
m = 6 ,n = 5 ,p = [[0, 1], [1, 5], [2, 2], [3, 4], [5, 1]]
输出:6
样例3:
输入:
m = 4 ,n = 3 ,p = [[0, 3], [2, 2], [3, 1]]
输出:9
题目分析
解题之前吐槽一句,这题做的时候让我想起来了那个绿洲补水问题,但那个标着中等难度,感觉比这个简单题还好做
我们现在知道了:
(1)小U在M天每天要吃一份食物 (2)补给站在特定的天数分布,各补给站价格不同 (3)能够携带的食物没有上限
我们的目标很简单:
通过比较当前补给站与未来补给站的价格,决定购买多少食物。
据此,得出我们的核心贪心策略:
在每一个补给站买足够到达下一个价格比现在低的补给站。
也就是说,如果没有更低价格的补给站,买足够的食物到达终点。
为什么贪心算法最优?
让我们分析一下:这道题的全局状态,也就是补给站的分布从出发时就已知。因此,整段旅程被拆分为了多段旅程,其中的每一段就是补给站与补给站之间的旅程。所以,该问题满足贪心算法的最优子结构性质:问题被拆分成了子问题并且每一个子问题都具有最优解(花费最少)。
贪心算法的另外一个要求是贪心属性,即每次迭代时都采用局部最优解,而无需考虑对全局的影响。这一点很好得出:你不能在之后的补给点买过去的食物。
据此,贪心算法成立。
算法构建
我们使用map来存储<站点所在天数,价格>键值对。map可以自动对天数排序,避免麻烦。
构建过程:
首先,我们将二维数组的数据存入map;随后,存储一下前一次补给天数(初始为0)和前一次补给价格(初始为第0天价格);遍历整个map:如果当前价格小于前一次补给价格,则有:
总花费+=(当前天数-前一次补给天数)*前一次补给价格
随后,更新前一次补给天数和价格为当前值。最后,我们需要在到达终点前,也就是循环结束的时候再进行一次补给,也就是上面的公式将当前天数替换为总路程(天数,这两个等价)m。
AC代码
int solution(int m, int n, vector<vector<int>> p) {
map<int, int> day_to_price;
for (auto& station : p)
day_to_price[station[0]] = station[1];
int current_price = day_to_price[0];
int current_date = 0;
int result = 0;
for (auto& station : day_to_price)
{
if (station.second < current_price)
{
result += current_price * (station.first - current_date);
current_date = station.first;
current_price = station.second;
}
}
result += current_price * (m - current_date);
return result;
}
本题目结束。